Baterai lithium-ion mengisi daya lebih cepat, bertahan lebih lama, dan memiliki kepadatan daya lebih tinggi untuk kekuatan baterai lebih lama dalam kemasan yang lebih ringan. Semakin kecil bobot baterai, semakin jauh jarak yang bisa ditempuh mobil listrik dalam sekali pengisian daya saja dan tidak mengandung zat-zat berbahaya untuk manusia.
Mobil BEV dan PHEV adalah jenis mobil listrik yang paling banyak menggunakan baterai jenis ini.
2. Nickel-metal hydride (NiMH)
Perbedaan paling jelas antara baterai Li-ion dan NiMH adalah bahan yang digunakan untuk menyimpan dayanya. Baterai lithium-ion terbuat dari karbon dan lithium yang sangat reaktif, dapat menyimpan banyak energi. Sedangkan, baterai NiMH menggunakan hidrogen untuk menyimpan energi, dengan nikel dan logam lain (seperti titanium) menjaga tutup ion hidrogen.
Baterai NiMH lebih banyak digunakan oleh kendaraan listrik hibrida (HEV). Baterai mobil listrik jenis ini tidak mendapatkan tenaga dari luar. Pengisian ulang baterai ini tergantung pada kecepatan mesin, roda, dan pengereman regeneratif.
Kelebihan utama baterai Ni-MH memiliki siklus hidup atau usia pakai yang lebih lama daripada baterai lithium-ion. Selain itu, baterai Ni-MH juga relatif lebih mudah didaur ulang karena hanya mengandung sedikit bahan yang beracun terhadap lingkungan.